海洋地球化学绪论课件

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1、海洋地球化学的概念及研究内容海洋地球化学主要参考书1.赵其渊等编，海洋地球化学，地质出版社，1989（青岛海洋大学）2.RoyChester,MarineGeochemistry(2nded.),Oxford:BlackwellScienceLtd,19993.张正斌、陈镇东、刘莲生、王肇鼎著，海洋化学原理和应用——中国近海的海洋化学，海洋出版社，19994.张经主编，中国主要河口的生物地球化学研究，北京，海洋出版社，19965.赵一阳、鄢明才，中国浅海沉积物地球化学，北京，科学出版社，19945.宋金明著，中国近海沉积物-海水界面化学，海洋出版社，19

2、976.陈松等著，海洋沉积物-海水界面过程研究，海洋出版社，1999海洋地球化学的定义李法西（1987）研究海洋中化学物质的含量、分布、形态、转移和通量的学科。它是地球化学中以海洋为主体的一个分支，也是化学海洋学的主体。赵其渊（1989）海洋地球化学是地球化学的新兴的分支学科，是地质学、海洋地质学、海洋学和海洋化学相结合而形成的边缘科学，它集中研究海洋环境下的各种地球化学作用过程和在这些过程中化学元素的行为规律和自然历史。胡明辉（1998）*研究海洋中物质的来源、迁移、转化及循环过程*研究全球海洋收支（budget）平衡（balance）*研究各种界面过

3、程及物质的输入输出通量例子1：海洋中Mg的收支不平衡（imbalance）问题海洋中Mg的通量(1012mol/yr)：河流输入：+8.0大气再循环：-0.5-6.3（？）离子交换：-1.2问题：Mg到哪里去了？——海洋化学（溶液化学时代）长期未能解决的一个悬案70年代末~80年代初，MIT的Edmond等开展海底热泉活动的化学通量研究，发现镁的热液输出通量与河流通量相当，解决了长期未决的海洋主要物质不平衡（balance）的悬案，同时也补足了一份海洋物质收支平衡的较完整的清单。原因：海水中Mg通过海水-玄武岩反应迁出被加热海水与大洋玄武岩基底的反应具有

4、极为重要的地球化学意义，是影响海水化学组成的重要因素。实验室模拟实验：（反应结果与温度和水、岩比值有关）在低温(<150℃)和水:岩=10:1条件下，反应导致Ca、Si自岩石的放出和岩石自海水摄取Mg、K、Na（及其他碱金属）自然界的实际情况：玄武岩与海水作用，自海水摄取Mg、K、Na，并导致水化、橙玄玻璃化、蒙脱石化(含Mg的铝硅酸盐)和含Na、K沸石的形成，同时发生低价铁氧化为高价铁。例子2：“MissingCarbon”“碳的遗漏汇”问题碳循环是全球变化的核心问题之一。正确估算全球碳循环通量对人类制定对应全球变暖的战略有重要意义。目前，人类正以每年

5、大约70×108t碳的速率向大气释放二氧化碳(Schimeletal.，1995)，加剧温室效应。根据目前已有的观测数据计算：*~32×108t碳停留在大气中*16×108t~20×108t碳进入海洋*陆地生态系统吸收近6×108t碳还有~15×108t碳不知去处，也就是说，人们所了解的全球碳循环还不能闭合，尚存在所谓的丢失项(missingterm)。寻找这15×108t碳的去处是当今全球碳循环研究的中心问题。陆架边缘海——CO的遗漏汇？2陆架边缘海的面积只有全球海洋的7.6％，但其中的生物活动非常活跃，生物生产力大约占全球海洋初级生产力的25%，可能

6、是大气二氧化碳的一个汇。然而，有关陆架边缘海的碳循环研究非常薄弱，在估算全球碳循环过程中，边缘海仍是一个很大的未知数，或者说是一个有争议的问题。蔡卫君与戴民汉在Science上的Comment文章其他可能的归宿：——陆地沼泽生态系统？——陆地森林生态系统？——大气本身？从地球化学角度看海洋体系的特点从地球化学角度来看，海洋体系具有多系统和复杂、多样的一系列独特属性，这些属性规定了海洋地球化学作用不同于陆地岩石地球化学作用的特殊性。1.一大、二深、三沟通：——唯其大，而有大洋的温盐环流体系、大洋所特有的潮汐运动，大洋极宽的运动谱区和千姿百态的运动形式；——

7、唯其深，才使海洋环流系统得到充分发展，形成具有各种特性的水团结构和使各种海洋生物得以生衍繁茂；——而各大洋沟通成一体则使得在能量和物质上都可得到充分的交流，使一切地球化学作用具有全球性特征。2.不同于陆地淡水溶液体系，海洋为多电解质的盐溶液，并含有多种溶解气体和无机、有机胶体和悬浮物质，因而具有多种迥异于淡水的独特性质，并对海洋中的生物、化学作用及海水的运动发挥着重要影响。3.海洋通过多个界面与相邻的贮圈不断进行着物质和能量交换，是一个开放体系海面是海洋与外界沟通的主要窗口，通过它，海洋接受太阳辐射能，进行海洋一大气间的物质和能量交换，并直接影响着海洋的

8、水动力循环、生物循环和化学循环过程。河口和海岸带是海洋与大陆联系的桥梁，大陆物质